- •Технологический расчёт отбензинивающей колонны установок перегонки нефти
- •1. Технологическая схема установки
- •2. Исходные данные для расчета
- •3. Физико-химические свойства сырья
- •Физико-химические свойства сырья
- •4. Минимальное число теоретических тарелок
- •5. Состав дистиллята и остатка
- •6. Материальный баланс колонны
- •7. Температурный режим колонны
- •Расчёт температуры верха колонны
- •8. Минимальное флегмовое число
- •Расчёт минимального флегмового числа
- •9. Оптимальное флегмовое число. Оптимальное число теоретических тарелок
- •10. Место ввода сырья в колонну. Рабочее число тарелок
- •11. Внутренние материальные потоки
- •12. Тепловой баланс колонны
- •13. Диаметр колонны
- •14. Высота колонны
- •15. Диаметры штуцеров
- •Список рекомендуемой литературы
- •Содержание
- •Технологический расчёт отбензинивающей колонны установок перегонки нефти
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000, Г.Тюмень, ул.Володарского, 38
- •625039, Г.Тюмень, ул.Киевская, 52
13. Диаметр колонны
Диаметр колонны рассчитывается по наиболее нагруженному сечению по парам. В нашем случае в верхней части колонны расход паровой фазы больше в 7,8327/2,5964 = 3,02 раза, чем в нижней (см. раздел 11).
Примем к установке в верхней части колонны клапанные двухпоточные тарелки, а в нижней, наиболее нагруженной по жидкой фазе, части - клапанные четырёхпоточные тарелки.
Таблица 12
Зависимость диаметра колонны и расстояния между тарелками
Диаметр колонны, м |
Расстояние между тарелками, мм |
до 1,0 |
200-300 |
1,0-1,6 |
300-450 |
1,8-2,0 |
450-500 |
2,2-2,6 |
500-600 |
2,8-5,0 |
600 |
5,5-6,4 |
800 |
более 6,4 |
800-900 |
Расстояние между тарелками принимается в зависимости от диаметра колонны (см. табл.12). На практике указанные рекомендации не всегда выполняются. Для большинства колонн расстояния между тарелками принимаются таким образом, чтобы облегчить чистку, ремонт и инспекцию тарелок: в колоннах диаметром до 2 м – не менее 450 мм, в колоннах большего диаметра – не менее 600 мм, в местах установки люков – не менее 600 мм. Кроме этого, в колоннах с большим числом тарелок для снижения высоты колонны, её металлоёмкости и стоимости расстояние между тарелками уменьшают.
Примем расстояние между тарелками 600 мм, затем проверим соответствие этой величины и рассчитанным диаметром колонны.
Диаметр рассчитывается из уравнения расхода:
, м
где VП– объёмный расход паров, м3/с;
Wmax– максимальная допустимая скорость паров, м/с
, м/с
где Сmax– коэффициент, зависящей от типа тарелки, расстояния между тарелками, нагрузки по жидкости;
жип– плотность жидкой и паровой фазы, кг/м3.
Сmax=K1.K2.C1– К3(– 35)
Значение коэффициента С1определяем по графику в зависимости от принятого расстояния между тарелками (см. приложение). С1= 1050.
Коэффициент К3= 5,0 для струйных тарелок, для остальных тарелок К3= 4,0.
Коэффициент находится по уравнению:
,
где LЖ– массовый расход жидкой фазы в верхней части, кг/ч;
Коэффициент К1принимается в зависимости от конструкции тарелок:
Колпачковая тарелка 1,0
Тарелка из S-образных элементов 1,0
Клапанная тарелка 1,15
Ситчатая и струйная тарелка 1,2
Струйная тарелка с отбойниками 1,4
Коэффициент К2зависит от типа колонны:
Атмосферные колонны 1,0
Ваккумные колонны с промывным сепаратором в зоне питания 1,0
Вакуумные колонны без промывного сепаратора 0,9
Вакуумные колонны для перегонки
пенящихся и высоковязких жидкостей 0,6
Абсорберы 1,0
Десорберы 1,13
Сmax= 1,15.1,0.1050 – 4(132,75 – 35) = 816,5
= 0,562 м/с
Диаметр колонны:
м
Полученный диаметр округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения. Для стальных колонн рекомендованы значения диаметров от 0,4 до 1,0 м через каждые 0,1 м, от 1,2 до 4,0 м через 0,2 м, далее 2,5 м, 4,5 м, 5,0 м, 5,6 м, 6,3 м, от 7,0 до 10 м через 0,5 м, от 11,0 до 14,0 м через 1,0 м, от 16,0 до 20,0 м через 2,0 м.
Итак, примем диаметр колонны DK= 4,5 м.
Проверяем скорость паров при принятом диаметре колонны:
м/с
Она находится в допустимых пределах (0,4-0,7 м/с) [5] для колонн под давлением и расстоянии между тарелками 600 мм.
Проверяем нагрузку тарелки по жидкости:
м3/(м.ч),
где LV– объёмный расход жидкости, м3/ч;
n– число потоков на тарелке;
- относительная длина слива, обычно находится в пределах 0,65-0,75.
Полученное значение расхода жидкости на единицу длины слива меньше максимально допустимого, которое составляет для данного типа тарелок м3/(м.ч).